Донецкий национальный технический университет

Подсистема балансирования загрузки распределённой параллельной моделирующей среды

Аспирант каф. ЭВМ Надеев Д.В.

Научный руководитель пр. д.т.н. Святный В.А.

Распределенная параллельная моделирующая среда (РПМС) - это новая форма системной организации современных и перспективных средств моделирования сложных динамических систем (СДС) с беспрерывным, дискретным и непрерывно-дискретным характером физических процессов и их параметров.

Кафедрой ЭВМ совместно с немецкими коллегами была предложена структурная организация РПМС (Рис. 1). Используя которую была введена в действие первая работающая версия РПМС, аппаратная структура которой представлена на Рис. 2. Эффективность использования аппаратно-программных ресурсов РПМС существенно зависит от сбалансированной их загрузки. Отсюда и возникает проблема балансирования загрузки ресурсов в РПМС.

Рисунок 1 - Структурная организация РПМС

Рисунок 2 - Тестовая версия РПМС

Определение 1. Заявка на ресурсы в РПМС - это протокол доступа зарегистрированного пользователя и спецификация параллельной модели (СПМ) СДС с множеством релевантных данных и планом модельных экспериментов.

Спецификация СДС-модели может быть выполнена ее разработчиком в таких Формах:

Определение 2. Загрузка РПМС - это совокупность всех заявок в формах СПМ-1 - СПМ-4, которые переданы на выполнение и сосредоточены в файлах-серверах доступа к ресурсам.

Современная концепция языков параллельного моделирования предусматривает предоставление разработчику СДС-модели виртуальных параллельных SIMD- и MIMD-ресурсов. Спецификации СПМ-1 - СПМ-4 характеризуют виртуальные модели СДС. Заказ ресурсов реальной РПМС требует выполнение подготовительных работ, которые составляют процесс девиртуализации и выполняются как подготовительное состояние формирования дееспособной параллельной модели, которая реализуется на физически имеющихся ресурсах. Девиртуализация состоит из таких операций:

Определение 3. Подсистемой балансирования загрузки (ПБЗ) ресурсов РПМС будем называть совокупность аппаратных, алгоритмических, программных, языковых, информационных и организационных средств, которые обеспечивают равномерную загрузку параллельно работающих ресурсов на всех стадиях разработки, отладки и использования параллельных моделей сложных динамических систем с целью достижения оптимальных показателей функционирования среды.

В соответствии с этим определением ПБЗ должна выполнять такие функции:

Разработка подсистемы балансирования загрузки ресурсов относится к главным задачам построения РПМС. С учетом достигнутого уровня техники параллельных ЭВМ, уровня системного и модельного программного обеспечения РПМС, перспектив их развития, имеющегося опыта параллельного моделирования сложных динамических систем поставим такие требования к подсистеме: